Небольшие, с ноготь, раковины моллюска Patella pellucida, встречающегося на дне моря вблизи Канарских островов, примечательны ярко-синими полосками, которые видны даже в мутной воде. Предполагается, что таким образом эти организмы мимикрируют, уподобляясь другой, ядовитой разновидности моллюска, обитающей по соседству, на листьях ламинарии.
Ученые из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института (MIT) идентифицировали две оптические структуры, ответственные за отражение синих лучей и поглощение света всех остальных длин волн оптического диапазона.
Для выявления наноархитектуры и светоотражательного механизма синей полосы доцент MIT Матиас Колле (Mathias Kolle) и его коллеги применили спектроскопию, оптическую и дифракционную микроскопию. Они обнаружили, что примерно в 30 мкм под поверхностью раковины обычные пластинки карбоната кальция с тонкими органическими прослойками в синей зоне трансформируются в многоуровневую структуру с регулярными промежутками между зигзагообразными слоями карбоната кальция, а в самом низу находятся беспорядочно распределенные сферические частицы.
Ученые пришли к выводу, что зигзагообразная структура действует как фильтр, отражая только синий цвет. Оставшаяся часть поступившего света проникает глубже в раковину и поглощается расположенными там сферическими частицами, что дополнительно усиливает насыщенность синей окраски полосок.
Эта работа, представленная на прошлой неделе в журнале Nature Communications, стала первым свидетельством использования биологическим организмом для цветопередачи неорганических структурных компонентов. Остальные цветные живые существа — бабочки, тропические птицы, коралловые рыбы — достигают этого с помощью органических структур в перьях или чешуйках.
Исследователи полагают, что обнаруженные ими минеральные оптические элементы могут стать прообразом управляемых прозрачных дисплеев дополненной реальности, не требующих собственного источника освещения, которые можно будет встраивать в окна автомобилей или очки.
